高中化学精讲晶体的类型与性质

高中化学58个考点精讲

16、晶体的类型与性质

1．复习重点

1．离子晶体、分子晶体、原子晶体和金属晶体组成粒子，粒子间作用力、熔沸点、硬度、导电性；

2．影响晶体熔点和沸点的因素；

3．分子间作用力及其对物质熔点、沸点等物理性质的影响。

2．难点聚焦

（4）晶体性质的比较:比较晶体的硬度大小、熔沸点高低等物理性质的依据是：

（5）非极性分子和极性分子

分子空间构型对称，正负电荷重心重合的分子叫非极性分子。

分子空间构型不对称，正负电荷重心不重合的分子叫极性分子。

（6）共价键与离子键之间没有绝对的界限

3．例题精讲

[例1]（98’全国）下列分子所有原子都满足8电子的结构的是（ ） A. 光气（2COCl ）

B. 六氟化硫

C. 二氟化氙

D. 三氟化硼

分析：从光气的结构式O Cl C Cl --||

可以看出各原子最外层都满足8电子结构，应选A 。

硫最外层有6个电子，氟已然形成8个电子，分别形成共价的二氟化物，六氟化物后，最外层必然超过8个电子。

3BF 中B 原子最外层只有6个电子，可见3BF 是一种“缺电子化合物”

。 [例2] 下图是NaCl 晶体结构的示意图：（1）若用+

-∙Na -

-Cl O ，请将位置表示出来；（2）每个+

Na 周围与它最接近且距离相等的+

Na 有 个。

分析：解答此类问题常用的是“分割法”——从晶体中分出最小的结构单元，或将最小的结构单元分成若干个面。

答案：12

x —平面 y —平面 z —平面

[例3] 在金刚石结构中，碳原子与共价键数目之比 。

分析：取一结构单元，1个C 原子连4条键，一条键为二个原子所共用，为每个C 原子只提供2y ，所以C 原子与C C -键数目之比：2:12

1

4:1=⨯

答案：2:1

[例4] 如下图，是某晶体最小的结构单元，试写出其化学式。

分析：此题采用延伸法：

顶点上的原子，被8个晶体所共用，对每一个晶体只提供81 棱边上的原子，被4个晶体所共用，对每一个晶体只提供41

面心上的原子，被2个晶体所共用，对每一个晶体只提供

2

1

体心上的原子，被1个晶体所共用，对每一个晶体只提供1 据此：1:3:11:4

1

12:818::=⨯⨯=z y x 化学式为z xy 3

[例5] 下图是超导化合物----钙钛矿晶体中最小重复单元(晶胞)的结构。请回答： (1)该化合物的化学式为 。

(2)在该化合物晶体中，与某个钛离子距离最近且相等的其他钛离子共有 个。

(3)设该化合物的式量为M ，密度为ag/cm 3

，阿伏加德罗常数为N A ，则晶体中钙离子与钛离子之间的最短距离为 。

解析：(1)这个晶胞对位于顶点上的每个钛原子占有的份额为1/8，所以，它单独占有的钛原子个数为8×1/8=1个；它对位于棱上的每个氧原子占有的份额为1/4，所以，它单独占有的氧原子个数为12×1/4=3个；它全部拥有体内的那一个钙原子，所以，该晶胞中单独占有的钛原子、氧原子和钙原子的个数分别为：1、3、1；所以，该化合物的化学式为CaTiO 3。

(2)钛位于立方体的顶点上，与一个钛离子距离最近的钛离子是与它共棱的。从上面立方晶胞进行堆积的图2和图3可以看出，在X 轴或Y 轴或Z 轴上，与它共棱的离子都是二个，所以，共6个。 (3)这是个综合性较大的习题。设这种立方晶胞的边长是b ，那么，钙离子与钛离子之间 的距离是体对角线的一半，即

。

下面求b 。因为每个立方体的体积为b 3

，而N A 个这样的立方体堆积到一起就是1mol 晶体，其质量为Mg ，其体积为Mg/ag/cm 3

=M/a cm 3

。所以，N A ·b 3

=M/a cm 3

，所以，

，

所以，题中所求距离为

。

4．实战演练

一、选择题

1.（2002年上海高考题）在下列有关晶体的叙述中错误的是

A.离子晶体中，一定存在离子键

B.原子晶体中，只存在共价键

C.金属晶体的熔沸点均很高

D.稀有气体的原子能形成分子晶体

2.（2003年春季高考题）下列说法正确的是

A.非金属元素R所形成的含氧酸盐（M a RO b）中的R元素必定呈现正价

B.只有非金属能形成含氧酸或含氧酸盐

C.除稀有气体外的非金属元素都能生成不同价态的含氧酸

D.非金属的最高价含氧酸都具有强氧化性

3.下列物质的晶体中，不存在分子的是

A.二氧化碳

B.二氧化硫

C.二氧化硅

D.二硫化碳

4.下列物质的熔、沸点高低顺序正确的是

A.金刚石＞晶体硅＞二氧化硅＞碳化硅

B.CI4＞CBr4＞CCl4＞CH4

C.MgO＞H2O＞O2＞NH3

D.金刚石＞生铁＞纯铁＞钠

5.离子晶体熔点高低取决于晶体中阳离子与阴离子的静电引力，静电引力大则熔点高，引力小则反之。试根据你学到的电学知识，判断KCl、NaCl、CaO、BaO四种晶体熔点的高低顺序是

A.KCl＞NaCl＞BaO＞CaO

B.NaCl＞KCl＞CaO＞BaO

C.CaO＞BaO＞KCl＞NaCl

D.CaO＞BaO＞NaCl＞KCl

6.实现下列变化时，需克服相同类型作用力的是

A.水晶和干冰的熔化

B.食盐和冰醋酸熔化

C.液溴和液汞的气化

D.纯碱和烧碱的熔化

7.氮化硅是一种新合成的结构材料，它是一种超硬、耐磨、耐高温的物质。下列各组物质熔化时，所克服的粒子间的作用力与氮化硅所克服的粒子间的作用力都相同的是

A.硝石和金刚石

B.晶体硅和水晶

C.冰和干冰

D.萘和蒽

8.1919年朗缪尔提出等电子体原理：凡原子数与总电子数均相等的物质，其结构相同，物质性质相近。相应的物质称为“等电子体”。已知一种新型层状结构的无机材料BN的一种同分异构体2—BN平面结构如

图所示，则该物质的用途正确的是

A.是一种坚硬耐磨材料

B.是高温润滑材料、电器材料

C.是化学纤维生产的原料

D.不能确定

9.石墨晶体如图所示，每一层由无数个正六边形构成，则平均每个正六边形所占有的碳原子数为

A.6个

B.4个

C.3个

D.2个

第28届国际地质大会提供的资料显示，海底有大量的天然气水合物，可满足人类1000年的能源需要。天然气水合物是一种晶体，晶体中平均每46个水分子构建成8个笼，每个笼可容纳1个CH4分子或1个游